Gremošanas sistēma un homeostāze organismā

Lai saprastu saikni starp gremošanu un homeostāzi, ir vērts izsekot, kas tieši katrā posmā tiek pievienots vai atņemts organisma šķidrumu videi. Vairumā posmu notiek gan sekrēcija, gan uzsūkšanās, un rezultāts ir šo abu procesu starpība.

Ievērojams ir mērogs: kopējais gremošanas sulu daudzums, ko diennaktī izdala siekalu dziedzeri, kuņģis, aizkuņģa dziedzeris, aknas un pati zarnu gļotāda, daudzkārt pārsniedz izdzertā šķidruma daudzumu. Gandrīz viss tas tiek uzsūkts atpakaļ, un tieši šīs atgriešanas traucējums, nevis pats uzņemtais šķidrums, padara smagu caureju dzīvībai bīstamu.

Ūdens pa zarnu sieniņu pārvietojas pasīvi, sekojot izšķīdušo vielu koncentrācijai. Noteicošais ir nātrija transports enterocīta membrānā: kur nātrijs iet, tur seko ūdens. Tievajā zarnā nātrijs tiek uzsūkts kopā ar glikozi un aminoskābēm, un tieši šis mehānisms ir pamatā perorālajiem rehidratācijas šķīdumiem, kuros ir gan sāls, gan cukurs.

Resnajā zarnā uzsūkšanās ir smalkāk regulēta un pakļauta virsnieru hormona aldosterona ietekmei. Tāpēc dehidratācijas gadījumā organisms spēj resnajā zarnā atgūt gandrīz visu tur nonākušo šķidrumu, bet iekaisuma vai infekcijas laikā šī spēja strauji zūd.

• Nātrija un glikozes kopējais pārnesējs tievajā zarnā darbojas arī caurejas laikā, tāpēc dzeršana ar sāli un cukuru palīdz.
• Kālijs pārsvarā tiek izdalīts resnajā zarnā, tāpēc ilgstoša caureja draud ar kālija trūkumu.
• Žults sāļi tiek atgūti gala tievās zarnas daļā un atgriežas aknās, veidojot slēgtu apriti.
• Kalcija uzsūkšanos regulē D vitamīna aktīvā forma, kas nosaka pārnesējolbaltumvielu daudzumu zarnu šūnās.
• Dzelzs tiek uzsūkts galvenokārt divpadsmitpirkstu zarnā, un tā apjomu ierobežo aknu ražotais hepcidīns.

Pēc maltītes zarnās vienlaikus ieplūst liels ogļhidrātu daudzums, tomēr cukura līmenis asinīs veselam cilvēkam paliek šaurā diapazonā. To panāk vairāki mehānismi, kas sāk darboties vēl pirms glikoze sasniedz asinis.

Kuņģa iztukšošanās ātrums ir pirmais regulators: jo taukaināks un olbaltumvielām bagātāks ir ēdiens, jo lēnāk saturs pāriet zarnā. Pēc tam zarnu gļotādas endokrīnās šūnas izdala inkretīnus, kas sagatavo aizkuņģa dziedzeri insulīna izdalei, un visbeidzot aknas caur vārtu vēnu pārtver ievērojamu daļu uzsūktās glikozes, pārvēršot to glikogēnā.

1. Ēdiens nonāk kuņģī, un tā iztukšošanās ātrums tiek pielāgots satura sastāvam.
2. Tievās zarnas gļotādas šūnas nosaka ogļhidrātu klātbūtni un izdala inkretīnu hormonus.
3. Inkretīni pastiprina aizkuņģa dziedzera bēta šūnu atbildi, pirms glikozes līmenis ir paaugstinājies.
4. Uzsūktā glikoze pa vārtu vēnu nonāk aknās, kur daļa tiek uzkrāta glikogēna veidā.
5. Insulīns novirza pārējo glikozi muskuļos un taukaudos, un līmenis asinīs atgriežas sākotnējā.
6. Starp maltītēm aknas glikogēnu atkal sašķeļ un uztur nepārtrauktu glikozes plūsmu smadzenēm.

Kuņģis izdala sālsskābi, un katra izdalītā ūdeņraža jona vietā asinīs nonāk bikarbonāta jons. Tāpēc tūlīt pēc maltītes vēnu asiņu sārmainība nedaudz pieaug; šo parādību sauc par pēcēšanas sārmošanos. Līdzsvaru atjauno aizkuņģa dziedzeris, kas divpadsmitpirkstu zarnā izlej bikarbonātiem bagātu sulu un no asinīm tos atņem atpakaļ.

Šī saistība izskaidro klīniski svarīgu novērojumu: ilgstoša vemšana ar kuņģa satura zudumu noved pie asiņu sārmainības un kālija trūkuma, bet smaga caureja ar bikarbonātiem bagāta zarnu satura zudumu, gluži pretēji, pie paskābināšanās. Abos gadījumos cieš ne tikai gremošana, bet visa organisma iekšējā vide.

Visas vielas, kas uzsūcas zarnās, izņemot lielāko daļu tauku, vispirms nonāk vārtu vēnā (vena portae hepatis) un tikai pēc tam pārējā organismā. Šāds asinsvadu izkārtojums nozīmē, ka aknas darbojas kā filtrs un buferis: tās izlīdzina barības vielu koncentrācijas svārstības un aiztur daļu no uzsūktajām svešvielām.

Aknās notiek arī vairāki tieši homeostatiski uzdevumi: asins plazmas olbaltumvielu, tostarp albumīna, ražošana, kas nosaka onkotisko spiedienu un šķidruma sadalījumu; asinsreces faktoru sintēze; amonjaka pārvēršana urīnvielā; holesterīna un žults sāļu apmaiņa; kā arī dzelzs un dažu vitamīnu uzkrāšana. Kad aknu darbība ilgstoši pasliktinās, šo funkciju zudums izpaužas kā tūska, asiņošana un apziņas traucējumi.

Zarnu sieniņā izvietotie limfoīdie audi kopā veido vienu no apjomīgākajiem imūnsistēmas rajoniem organismā. Tievās zarnas gala daļā tie sakārtoti redzamās Peijera plāksnītēs (noduli lymphoidei aggregati), bet pārējā garumā izkaisīti atsevišķu šūnu un mezgliņu veidā. Šeit ražotais sekretorais imūnglobulīns A izdalās gļotās un saista mikroorganismus, tiem nepieskaroties gļotādai.

Resnās zarnas mikrobiota nav pasīvs īrnieks. Sadalot neuzsūktās šķiedrvielas, tā ražo īso ķēžu taukskābes, kas kalpo par galveno barības avotu pašām resnās zarnas gļotādas šūnām, ietekmē imūnās atbildes līdzsvaru un piedalās dažu vitamīnu, piemēram, K vitamīna, veidošanā. Mikrobiotas sastāvs mainās līdz ar uzturu, antibakteriālo līdzekļu lietošanu un vecumu.

• Gļotu slānis atdala baktērijas no epitēlija virsmas un resnajā zarnā ir divkārtains.
• Blīvie savienojumi starp enterocītiem nosaka, cik daudz izšķīdušo vielu var iziet starp šūnām.
• Panetas šūnas tievās zarnas kriptās izdala antibakteriālus peptīdus.
• Peijera plāksnītēs antigēnu paraugus ņem specializētas M šūnas.
• Aknas darbojas kā otrā līnija, jo to Kupfera šūnas uztver no zarnām nākušās baktēriju daļiņas.

Zarnu sieniņā atrodas pašai zarnai piederoša nervu sistēma, ko veido divi pinumi: Auerbaha jeb starpmuskuļu pinums (plexus myentericus), kas vada kustības, un Meisnera jeb zemgļotādas pinums (plexus submucosus), kas regulē sekrēciju un asinsriti. Šī sistēma spēj darboties patstāvīgi pat bez saiknes ar galvas smadzenēm, tāpēc to reizēm sauc par otrajām smadzenēm.

Virs tās stāv veģetatīvā nervu sistēma, galvenokārt klejotājnervs (nervus vagus), kas pārnes gan komandas uz zarnām, gan informāciju no tām uz smadzeņu stumbru. Trešais līmenis ir hormonālais: zarnu gļotādā izkaisītās endokrīnās šūnas izdala hormonus, kas ietekmē gan gremošanu, gan apetīti un sāta sajūtu.

Gremošanas sistēmas slimības izjauc iekšējo vidi divos pamatveidos: vai nu netiek uzņemts pietiekami daudz, vai arī tiek zaudēts pārāk daudz. Pirmajā grupā ir uzsūkšanās traucējumi, piemēram, celiakija, aizkuņģa dziedzera ārsekrēcijas mazspēja vai stāvoklis pēc plašas zarnas izņemšanas. Otrajā grupā ir akūtas zarnu infekcijas, iekaisīgas zarnu slimības un ilgstoša vemšana.

Bērniem un gados vecākiem cilvēkiem šķidruma rezerves ir mazākas, tāpēc dehidratācija iestājas ātrāk. Par tūlītēju ārsta apmeklējuma iemeslu uzskata asinis vēmekļos vai izkārnījumos, melnus darvveida izkārnījumus, stipras noturīgas sāpes vēderā, dzelti, neizskaidrojamu svara zudumu un caureju, kas neļauj uzņemt šķidrumu.

Ar zarnu trakta slimībām nodarbojas gastroenterologs, aknu slimībām hepatologs, vielmaiņas un cukura līmeņa traucējumiem endokrinologs. Bērniem šos jautājumus risina bērnu gastroenterologs. Sākotnējo izvērtējumu veic ģimenes ārsts, kurš arī nosaka, vai vajadzīgi tālāki izmeklējumi.

• Asins analīzēs vērtē elektrolītus, aknu un aizkuņģa dziedzera rādītājus, hemoglobīnu un iekaisuma rādītājus.
• Izkārnījumu izmeklējumos meklē slēptas asinis, kalprotektīnu un infekcijas izraisītājus.
• Gastroskopija un kolonoskopija ļauj apskatīt gļotādu un paņemt biopsijas.
• Vēdera dobuma ultrasonogrāfija ir pirmais solis aknu, žultspūšļa un aizkuņģa dziedzera vērtēšanai.
• Elpas testi izmanto laktozes nepanesības un tievo zarnu baktēriju pārauguma noteikšanai.

Pirmais izplatītais pārpratums ir tas, ka zarnas tikai uzsūc. Patiesībā tās gandrīz tikpat aktīvi izdala, un normāla fēču konsistence ir ļoti liela izdalītā un atpakaļ uzsūktā šķidruma daudzuma starpība. Tāpēc pat neliela uzsūkšanās traucējuma procentuāla izmaiņa rada redzamu caureju.

Otrais ir priekšstats, ka kairinātās zarnas sindroms, laktozes nepanesība un celiakija ir viens un tas pats. Celiakija ir imūna reakcija uz lipekli ar tievās zarnas bārkstiņu bojājumu un uzsūkšanās traucējumiem; laktozes nepanesība ir viena fermenta trūkums bez gļotādas bojājuma; kairinātās zarnas sindroms ir funkcionāls traucējums bez strukturālām izmaiņām. Atšķirt tos var tikai ar izmeklējumiem, nevis pēc simptomiem vien, un pašiniciatīva ar bezlipekļa diētu pirms izmeklēšanas rezultātus sabojā.

Trešais, mazāk zināmais fakts, ir tas, ka zarnu trakts ir organisma lielākais endokrīnais orgāns pēc hormonus izdalošo šūnu skaita. Šīs šūnas ir izkaisītas starp parastajām gļotādas šūnām, tāpēc tās nekad neveido redzamu dziedzeri, bet to kopējā ietekme uz apetīti, insulīna izdali un kuņģa iztukšošanos ir ievērojama. Tieši šī sistēma ir kļuvusi par pamatu mūsdienu vielmaiņas slimību zāļu izstrādei.